MPEG2视频数字水印技术研究与实现

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计算机技术的迅猛发展使得人们创作、使用数字多媒体作品变得越来越容易,并由于互联网技术的发展又极大的推动了数字多媒体作品的广泛传播,一幅好的数字多媒体作品可以在一夜之间传遍全球。然而,与此同时,也就给我们提出了一个新的课题:数字多媒体作品的版权保护问题?因为好事者可以任意获取、复制、传播数字多媒体作品。 为了有效的保护数字作品的知识产权、版权,人们提出了许多行之有效的方法,而数字水印技术便是其中之一。数字水印技术就是往多媒体数据中添加某些数字信息而不影响原数据视听效果的过程。最初,它被用于数字媒体的版权保护和真伪鉴别等方面,而随着这门技术的不断发展,又被用于网络信息的秘密通信以及数据标识隐含等方面。 嵌入多媒体数据中的信息不易被除去,只能由专用的软件才能检测其中的信息。目前,数字水印技术的研究已经取得了实质性的进展,特别是图像数字水印技术已经有可用的产品。 本文着重分析了视频数字水印技术的特点和目前所采用的主要技术手段,针对MPEG2视频的特点,提出了“基于双密技术及网格划分的数字水印嵌入方案”,实现了在原始未压缩视频数据或压缩视频内嵌入、提取水印信息。本文分析了基于DCT变换的图像视频水印算法,认为色度DC系数是鲁棒性非常好的参数,因而选择色度DC系数作为水印信息载体。并根据帧图编码的特征,本文采用Ⅰ帧图的色度DC系数作为水印信息的载体。同时,可采用可变的步长选择部分系数,保证了水印的隐形性;在嵌入水印时,本文采用水印信息“网格划分”、各子块独立嵌入视频的方案,由于水印信息子块是相对独立的嵌入视频中的每一相对独立的图组当中,即使某一图组受到一定破坏,也能够恢复水印信息,使水印的健壮性得到提高;此外,为了提高水印信息的安全性,在嵌入水印信息时,根据用户输入的ID号和密码,利用本文构造的混沌系统产生的混沌序列对水印信息进行调制,并且采用非对称密码技术RSA对用户ID进行加密,并嵌入到媒体中。同时,对每一水印信息比特的嵌入位置也采用了伪随机序列进行调整,这样,未授权用户不能提取水印信息,也难以擦除其中的水印信息,因为嵌入的位置是未知的。 相关试验表明,本文所采用的方案充分保证了水印信息的隐形性、健壮性和安全性,同时,嵌入的水印信息量较大。
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